过热的地球：引起灾难的所有可能原因

近年来，由于（1）冰川崩塌入海以及（2）海冰急剧减少，南极洲已将北半球从有关气候变化未来和我们生物物理系统的争论中心移开。这些事件引起了人们对未来气候和天气前景的科学警报。以下是控制地球气候的基本机制的示意图，其中包括南极洲令人震惊的趋势。这为评估减缓全球变暖的前景以及发展中国家政府和人民面临的根本困境提供了背景。

我们先从1850年到1900年全球平均气温的趋势开始。在气候界，这一时期通常被称为“前工业化时期”，其平均气温被作为衡量此后气温上升的基础。这是一种误导，因为 1850 年至 1900 年正值小冰河时期，当时气温异常低。以这一时期为基期往往会夸大当前高温的“异常”。一千年前，在“中世纪温暖时期”，全球气温与今天相似。 1900 年至 1980 年间，全球气温缓慢上升，1980 年后则迅速上升。自 20 世纪 80 年代以来，每十年都是有记录以来最热的一次。 2013年至2022年间，短期趋势趋于稳定。大多数气候科学家将其称为“暂停”或“中断”，并认为长期上升趋势已经恢复。

气候的决定因素

地球气候系统由两种主要机制控制。第一个机制是多个米兰科维奇（米卢廷）周期，它指的是地球太阳系绕太阳旋转、振荡和倾斜，改变了到达地球及其区域的辐射量（William Ruddiman 2014）。

米兰科维奇机制是外部的。第二种气候机制是内部的，与温度对地球两种湍流流体（水和空气）的影响有关。这是一种恒温影响：当天气太热时，气候就会变冷，反之亦然。过去百万年的温度历史显示出一种非常稳定的恒温模式：当温度达到比当前平均水平高出约一到两摄氏度时，全球就会变冷，而当温度比当前平均水平低约四摄氏度时，全球变暖就会开始（理查德·林森 2018）。

简而言之，温度受到外部米兰科维奇循环和地球内部恒温气候系统的影响。最近出现了第三种温度机制：由于人类活动导致大气中温室气体（GHG）密度过度增加而产生的“温室”效应。许多气候变化文献表明，这是解释 1980 年以来全球气温快速上升的唯一相关机制。我们一致认为，温室效应是目前气温上升的主要原因。但我们不能确定全球气温将无限期地继续上升，直到温室气体供应稳定或下降。这一预测忽略了气候系统复杂的恒温机制，该机制对气温上升做出反应，并可能导致未来气温下降。恒温效应将与目前处于温和冷却阶段的米兰科维奇循环相互作用，增强恒温效应以抵消温室气体引起的变暖效应。要了解恒温机制是什么以及它如何导致温度下降，我们必须从地球气候系统的图片开始，该系统由两种相互作用的湍流流体组成：水和空气，它们以不同的方式被太阳加热和冷却。

水

水以三相存在：液态、固态和气态。最重要的水流之一是所谓的“全球传送带”（GCR）。它以不规则的圆圈流过海洋：在大西洋中几乎从一极到另一极，在北部美洲和欧洲之间。几个世纪以来，水流不断加速和减速。平均而言，一个水分子绕一圈需要大约一千年的时间。

过去50年来，海洋吸收了人类活动90%以上的多余热量（南极和南大洋联盟）。作为 GCR 的一部分，墨西哥湾流和北大西洋向北欧输送相当于一百万个核反应堆的大量热量。极地地区气温上升可能会导致降水增加和冰川融化导致淡水大量涌入，导致大地冰流减缓和变冷，以及北部高纬度地区和南部的大气显着变冷。

冰

部分原因是热量变成冷，而不是相反，极地地区变暖的速度比地球上任何其他主要地区都要快。近年来，南极海冰减少了40%。这导致区域反照率或白度（辐射反射回太空的程度）的损失，从而加剧变暖。两极地区的冰川融化都在加速，其中包括以前被认为稳定的东南极洲的巨型冰川。这可能导致海平面急剧上升数十米。因此，这一机制有助于我们刚才讨论的 GCR 最终减慢和变冷（南极和南大洋联盟）。

水蒸气和雨水

随着气温上升，海洋将更多的水蒸气蒸发到大气中，成为最有效的温室气体。大部分热带地区的水蒸气已经达到饱和点，导致降雨量和洪水增加。水蒸气进入较冷的地区，导致气温升高并引发降雨、洪水和降雪。

未来

斯蒂芬·库宁 (Stephen Koonin) 将他关于气候科学的书命名为“不确定性”（2021 年）。考虑到所有“不确定性”，我们仍然相信可以对可能的未来得出一些一般性结论。根据过去几百万年的气候循环历史，只要大气中温室气体的数量持续增加，全球气温就会继续上升，直到恒温机制和米兰科维奇循环的结合减缓并逆转这一趋势。当温度仅比现在高一两度时，就会开始这种情况。这一转变将伴随着更恶劣的天气、迅速上升的海平面以及区域气候条件的重大变化（林森 2018）。

我们对这些气候因素的趋势方向有信心，但对时机没有信心。在思考气候变化时，有必要将数十年、数百年和数千年联系起来。但当我们讨论未来时，我们往往会关注未来几十年，而很难关注到如此微观的层面。现在我们只能说，在可预见的未来，变暖的趋势将会持续下去，但我们不能说到底会持续到什么程度。最重要的是，人类必须尽可能多、尽快减少温室气体排放。

这导致了根本性的发展困境。未来几十年，地球将无法维持南亚和撒哈拉以南非洲达到现代中国的资源强度，更不用说达到西方的平均水平。许多发展中国家的政府还在努力筹集基本公共服务的资金，更不用说逐步淘汰现有的资源密集型化石燃料工业并用可再生能源取而代之。已经富裕的国家大幅增加发展中国家可再生能源和气候适应资金的压力只会越来越大。然而，大多数富裕国家已经经历了接近于零的增长，并且不愿意承诺为发展中国家的能源转型提供融资。

但在你屈服于世界末日情绪之前，国际能源署（IEA）预测，根据世界各地当前的政府政策，即使没有新的气候政策，对三种化石燃料的需求也将在本十年末达到顶峰（IEA， 2023）。这意味着减缓气候变化的人类系统可能会非常有效地减缓经济增长，从而加速温室气体排放的减少。加速减少温室气体排放将导致气温上升放缓。自然恒温空调系统与米兰科维奇循环当前的冷却阶段相结合，也将有助于减缓温度升高。这种结合可以显着减缓全球变暖，并促进全球向降温的快速过渡。

附录

• “海洋变暖”——南极和南大洋联盟、国际能源署，“全球能源展望”，2023 年 10 月
• 斯蒂芬·库宁，2021，《不确定性：气候科学告诉我们什么，它没有告诉我们什么，以及为什么它很重要》，BenBella Books
• 理查德·林森，2018，“两种文化的全球变暖”，https://wattsupwiththat.com/2018/10/09/richard-lindzen-lecture-at-gwpf-global-warming-for-the-two-cultures
• William F.Raddima，2014 年，地球气候的过去、现在和未来，第 3 版，W.H.弗里曼等人
• David Seckler，2024 年，“一篇关于全球变暖和变冷的文章：第二版”，载于 gwc-08-24-2022 (5).docx
• 罗伯特·韦德，2021，“人为全球变暖造成的灾害预测会造成什么危害？”全球政治，7 月 22 日https://www.globalpolicyjournal.com/blog/22/07/2021/what-harm-forecasting-catastrophe-due-man-made-global-warming